基于紫金桥软件的天然气SCADA系统研究与实现

SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统SCADA系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。它可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。

城市燃气作为城市重要的公用基础设施是现代文明城市的重要标志之一，同时，又是国家能源建设的重要组成部分。其利用领域极为广泛，诸如化学工业原料、工业燃料、商业及民用燃料、汽车燃料、集中供热与发电等，是主要的一次性消耗能源之一。

城市燃气企业的特点是：分布式、集散型、网络化、全开放。为实现对城市燃气生产过程的安全高效调度指挥，迫切需要一套可靠的控制系统。

大庆虽然是我国最大的石油城，但是对于城市燃气的开发和应用却刚刚处于起步阶段。起点的高低直接影响大庆在城市燃气方面应用的水平，也直接影响其未来的发展。所以，必须采用一种先进的集中式数据模型平台来管理整个生产操作，并采用通用标准使系统具有企业互联性，可与相关系统提供一条双向信息高速通路，使管理者和用户能够实时准确的做出商业决策。我公司通过对国内外的调研，决定开发一套具有世界级先进水平的城市燃气生产调度指挥系统。SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统，即数据采集与监视控制系统，是以计算机为基础的生产过程控制与远程调度相结合的自动化系统，已广泛应用于电力系统、天然气集输、石油化工等诸多领域。SCADA系统可实现实时采集现场数据，对工业现场进行本地或远程的自动控制，对工艺流程进行全面、实时的监视，并为生产、调度和管理提供必要的数据等多方面功能。

二SCADA系统流程设计

大庆天然气SCADA系统数据采集包括5个CNG子站和一个调压站。

调压站以RTU为核心组成的现场数据采集监控系统，通过GPRS的方式上传给生产调度指挥中心。CNG子站通过ADSL和监控中心相连。调度中心通过人机界面系统完成对分布在全市范围内的CNG加气站和调压箱实现数据通讯、全部生产数据监控采集。每天24小时不间断地对各监控站的监测参数进行显示并实现报警记录、事件记录以及主要的生产数据进行存储与归档处理、报表输出等管理功能。


三CNG子站的数据采集与监控中心的通信

每个CNG子站都包括数据采集机，该机器采用opto采集仪表数据。可以通过该软件提供的OPC SERVER采集所需数据项。具体方法如下：

首先进入紫金桥组态软件的组态，新建一个OPC设备并在“定义OPC设备”对话框中的“OPC服务器”选择“opto”的OPC Server。



选择“确认”，一个OPC设备即建立完成。

然后，在“点组态”窗口里建立与该设备连接的点。双击表格内的空白项，会弹出“新建数据库点对话框”，在该对话框的数据连接项中的下拉框内选择先前建立的OPC设备。

最后，通过远程数据源实现CNG站与监控中心的数据通信。在服务器端的紫金桥组态软件的“公共”导航页里双击“数据源”项，在弹出的对话框里填入远程数据源名称；在其后的对话框里填入远程数据源的IP地址。在“点组态”中定义点时选择远程设备，并在下拉框内选择已经定义的数据源。

四调压站的数据采集与监控中心的通信

调压站的数据采集设备包括流量计、压力变送器和模拟输入模块；通过流量计可以采集天然气的压力、流量、温度；通过压力计可以采集调压前和调压后的压力；通过模拟输入模块可以将电流值转化成数字信号。

流量计的数据采集可以通过定义“设备驱动”下的相应的设备实现设备与计算机间的数据传送。

压变的数据采集可以通过将其输出电流值输出到模拟输入模块，再将输出的数字信号传给计算机，通过紫金桥软件的设备驱动将该信号转换成数字值。

由于调压站的位置偏僻，架设专用线路的费用较高，这里可以使用无线通讯的方式，通过无线模块将数字信号通过GPRS网络传送到远程的计算机。需要注意的是流量计和模拟输入模块的波特率应设置一致。下图为简易接线图。


五组态画面的绘制

所有数据实现上传后即可绘制组态画面，在实用、美观的前提下实现数据的显示和报表功能的应用。

1 登陆界面



该界面提供登陆、密码和维护功能，并可以显示用户的登陆状态。

2 地理导航



通过选择左上角的按钮选择相应的站点。也可以选择地图上的黄色区域进入各站。

3 数据显示









通过各图的数据显示和阀的颜色，显示远程数据的状态。并可以查询一段时间的趋势。

4 报表

紫金桥组态软件提供了强大的报表功能，利用这些功能可以对接受的数据进行显示、汇总、打印和存储。





可以通过报表生成日报、上传数据、修改用户和打印等功能。

六网络发布

对于已经完成的工程可以通过WEB发布，将所做的画面发布在互连网上。具体方法如下：

在“公共”-》“本机配置”将“WEB服务器”选择上；在“WEB配置”内填写WEB服务器的IP地址；选择“文件”-》“全部发布到WEB”完成发布。至此，可在WEB发布所属网段，在IE浏览器中输入IP地址即可实现对发布画面的访问。

七结语

以上文字为天然气SCADA系统的编制过程，实际应用中会遇到网络、GPRS信号、电脑病毒等多方面影响。